JP5804786B2 - 押出機およびそれを用いた溶融混練方法 - Google Patents

Description

本発明は、押出機、特に、熱可塑性樹脂（とりわけ、ぺレット状樹脂）と粉体フィラーを溶融混練するのに適した押出機、及び、これを用いた熱可塑性樹脂と粉体フィラーの溶融混練方法に関する。

樹脂組成物に含有される粉体フィラーは、微細であるほど樹脂組成物の強度と靭性のバランスが良くなるので、微細なものが好ましく使われる。しかし、一方で、粉体フィラーが微細であると、押出機スクリュでの粉体フィラーの搬送効率が低下し、且つ、樹脂組成物中での粉体フィラーの分散が悪くなり、樹脂組成物の物性が低下する。
特許文献１には、粉体樹脂もしくは粉体フィラーを１条ネジスクリュエレメントと右回りニーディングブロックと中立ニーディングブロックだけの組み合わせで、搬送能力を上げる技術が開示されている。
先行文献２には、粉体フィラーとペレット樹脂を１条ネジ及び右回りニーディングブロック、中立ニーディングブロックと左回りニーディングブロックの組み合わせで、粉体樹脂の搬送能力技術が開示されている。

特開平１０−０２４４８３号公報 特開平１０−１８０８４２号公報

しかしながら、上記したペレット状樹脂と粉体フィラーを溶融混練する押出機のスクリュ構成についてはいずれも改善の余地がある。

本発明者らは、熱可塑性樹脂（特にペレット状樹脂）と粉体フィラーの溶融混練に用いる押出機について鋭意検討した結果、特定の条件を満たすニーディングブロックを特定の順序で配置する特殊なスクリュ構成を採用することにより、粉体フィラーが微細である場合でも、押出スクリュによる搬送効率が低下せず、樹脂組成物中における良好な分散性を達成できることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は以下のとおりである。
少なくとも１つの混練ゾーンを有する押出機であって、
前記少なくとも１つの混練ゾーンのうち最も上流に位置する第一混練ゾーンにおいて、以下のニーディングブロック（１）〜（４）を、上流から順に、少なくとも１個の（１）と少なくとも１個の（２）をこの順で含むユニットを少なくとも２組；（１）又は（４）を少なくとも１個；（３）を少なくとも１個の順で含み、
前記第一混練ゾーンの長さが、そのバレル径の６〜１５倍である、押出機：
（１）Ｂ／Ｄ＝０．１８〜０．６、α＝１０〜５０度、Ｌ／Ｄ＝０．８〜３．３であるニーディングブロック、
（２）Ｂ／Ｄ＝０．１５〜０．６、α＝８５〜９５度、Ｌ／Ｄ＝０．８〜３．３であるニーディングブロック、
（３）Ｂ／Ｄ＝０．０５〜０．２５、α＝１００〜１４０度、Ｌ／Ｄ＝０．２５〜１．５であるニーディングブロック、
（４）Ｂ／Ｄ＝０．０５〜０．１７、α＝１０〜５０度、Ｌ／Ｄ＝０．４５〜０．７５であるニーディングブロック。
（ただし、Ｂ及びＤはニーディングブロックを構成する羽根の厚み（ｍｍ）及びスクリュ径（ｍｍ）、αは隣接する２枚の羽根の間のねじれ角度（度）、Ｌはニーディングブロックの長さ（ｍｍ）を表す。）

本発明の溶融混練方法によれば、微細な粉体フィラーをペレット状樹脂と溶融混練する場合においても、粉体フィラーを高い搬送効率で搬送でき、しかも、粉体フィラーの分散性が良好で、物性の良好な樹脂組成物を得ることが出来る。

本発明の装置の構成を示す概略図である。 本発明のニーディングブロックの概要を示す概略図である。

以下、本発明について詳細に説明する。
図１は本発明の押出機の概略図である。
本発明の押出機は、二軸同方向回転押出機であることが好ましく、例えば、ドイツ連邦共和国ＣＯＰＥＲＩＯＮ社製ＺＳＫシリーズ、日本国東芝機械製ＴＥＭシリーズ、日本製鋼所ＴＥＸシリーズ等が適している。
押出機に含まれるニーディングブロックのスクリュ径４０〜２００ｍｍの範囲であることが好ましい。スクリュ径を上記範囲とすることにより、高い生産量を確保し、コストの低減化を図りつつ、溶融混練時の過度の発熱を抑制することができる。
押出機の長さはスクリュ径の１２〜６０倍であることが好ましい。押出機の長さを上記範囲とすることにより、十分に混練を行うことができ、また酸化劣化を防止できる。
押出機に使われるモーターに限定はないが、一般的には、インバーターモーター、直流モーターが使われる。モーターの冷却方式は、空気冷却タイプと循環水冷却タイプがあるが、空気中にゴミをまき散らさないためにも循環水冷却タイプの方が好ましい。

本発明の押出機において、第一混練ゾーンより上流に設けられた第一供給口から供給される原料（例えば、ペレット状樹脂と粉体状フィラー）は、固体搬送ゾーンを通って第一混練ゾーンに搬送される。この搬送ゾーンにおいては、一般に、スクリュエレメントとして１条又は２条ネジが使われる。搬送ゾーンにおいて使用されるスクリュエレメントの長さは、一般に、そのスクリュ径の０．３〜３．３倍程度である。１条ネジを使うと２条ネジより搬送能力が上がるが、スクリュエレメントの磨耗を考えると２条ネジの方が好ましい。
第一混練ゾーンの最上流位置は、第一供給口の設けられたバレル（Ｎｏ．１バレル）の中心から、スクリュ径の５．０〜３２倍の範囲であることが好ましい。

本発明の押出機は、最も上流に位置する第一混練ゾーンにおいて（混練ゾーンが１つである場合には、その唯一の混練ゾーンを第一混練ゾーンとする）、スクリュが、複数種類のニーディングブロックを有するものであり、その構成（組合せ及び順序）に特徴を有する。なお、ニーディングブロックとは、ニーディングディスクとも言われ、略同一形状の複数枚の羽根を、スクリュの中心軸を中心に略一定の角度で順次ずらして配置した構成を有するスクリュエレメントをいう。図２にその具体例（羽根が５枚のもの）の概略図を示す。
すなわち、本発明の押出機は、前記少なくとも１つの混練ゾーンのうち最も上流に位置する第一混練ゾーンにおいて、以下のニーディングブロック（１）〜（４）を、上流から順に、少なくとも１個の（１）と少なくとも１個の（２）をこの順で含むユニットを少なくとも２組；（１）又は（４）を少なくとも１個；（３）を少なくとも１個の順で含み、
第一混練ゾーンの長さが、そのバレル径の６〜１５倍である。
（１）Ｂ／Ｄ＝０．１８〜０．６、α＝１０〜５０度、Ｌ／Ｄ＝０．８〜３．３であるニーディングブロック、
（２）Ｂ／Ｄ＝０．１５〜０．６、α＝８５〜９５度、Ｌ／Ｄ＝０．８〜３．３であるニーディングブロック、
（３）Ｂ／Ｄ＝０．０５〜０．２５、α＝１００〜１４０度、Ｌ／Ｄ＝０．２５〜１．５であるニーディングブロック、
（４）Ｂ／Ｄ＝０．０５〜０．１７、α＝１０〜５０度、Ｌ／Ｄ＝０．４５〜０．７５であるニーディングブロック

ニーディングブロック（１）〜（４）の配置の一例としては、
（１）、（２）、（１）、（２）、（１）、（３）；
（１）、（２）、（１）、（２）、（４）、（３）；
（１）、（１）、（２）、（２）、（１）、（１）、（２）、（２）、（１）、（３）；
（１）、（１）、（２）、（２）、（１）、（１）、（２）、（２）、（４）、（３）；
（１）、（１）、（２）、（２）、（１）、（１）、（２）、（２）、（１）、（４）、（３）、（３）；
（１）、（１）、（１）、（２）、（２）、（２）、（１）、（１）、（１）、（２）、（２）、（２）、（１）、（１）、（３）等が挙げられる。
ただし、Ｂ及びＤはニーディングブロックを構成する羽根の厚み（ｍｍ）及びスクリュ径（ｍｍ）、αは隣接する２枚の羽根の間のねじれ角度（度）、Ｌはニーディングブロックの長さ（ｍｍ）を表す。

ここで、羽根の厚みＢとは、ニーディングブロックの長さＬをニーディングブロックを構成する羽根の枚数で割った値（平均値）であり、スクリュ径Ｄとは、羽根の形状が楕円である場合はその長径、羽根の形状が楕円でない場合は羽根に外接する面積が最小となる外接長方形の長辺である（図２参照）。
各ニーディングブロックを構成する羽根の枚数は２枚以上であり、好ましくは２〜１０枚、より好ましくは３〜８枚、さらに好ましくは３枚〜７枚である。
ねじれ角度αとは、隣合う羽根どうしがなす角である（図２参照）。

第一混練ゾーンにおいて、Ｂ／Ｄ、α及びＬ／Ｄが上記の条件を満たす４種類のニーディングブロックを、特定の順序で組み合せて使用すると共に、第一混練ゾーンの長さをそのバレル径の６〜１５倍とすることにより、押出機の粉体フィラー（とりわけ微細な粉体フィラー）を搬送する能力が向上するとともに、製造される樹脂組成物中における粉体フィラーの分散性が向上する。

ニーディングブロックの長さＬや、スクリュ径Ｄとニーディングブロックの長さＬの比Ｌ／Ｄは、ニーディングブロックを構成する羽根の枚数を変えることにより自由に変更できる。

本発明の第一混練ゾーンにおけるスクリュ構成は、少なくとも、ニーディングブロック（１）〜（４）を、上述のように配置したものであるが、これ以外のニーディングブロックを適宜含んでいてもよい。
例えば、搬送能力を低下させない程度に第一混練ゾーンの最下流側に、α＝１０〜５０度で、Ｂ／Ｄ＝０．０５〜０．２５のニーディングブロックを配置しても良い。

第一混練ゾーンの下流には、大気ベント及び／又は真空ベントを配置してもよい。これらのベントは、粉体フィラーに含まれるガスや熱可塑性樹脂の揮発分、分解物等を除去するのに有効である。このような観点から、真空ベントの絶対圧力は、好ましくは、０．０５〜０．９ＭＰａである。真空ベントを設ける場合、真空ベント下流側を樹脂でメルトシールするために（溶融樹脂で１００％充満させるために）、（３）のニーディングブロックと同様のニーディングブロックや逆ネジ等を使うことが好ましい。

混練ゾーンが複数ある場合には、第一混練ゾーンの下流に熱可塑性樹脂やフィラーをサイドから供給するための第二供給口や第三供給口を設けることが出来る。この場合、第二、三供給口は、第一混練ゾーンを構成するバレルの下流に接続されたバレル（サイドフィードバレル）に設けられることが好ましく、第二、三供給口にはサイドフィーダーが設置されることが好ましい。また、サイドフィードバレルには、ガス抜き用ベントを付けることが好ましい。第二、第三供給口の下流には、第二混練ゾーンを設ける。第二（第三）混練ゾーンに使う混練手段に限定はなく、例えば、上述のニーディングブロック（１）〜（３）や逆ネジ等のものを任意に使用する。

押出機のダイ部の先端には、ダイプレートを設置することができる。ダイプレートのストランドの穴径は、例えば、１．５〜６．０ｍｍ程度とすることができ、１穴当たり１０〜４０ｋｇ／ｈｒ程度の流量にするように穴数を調整することができる。ストランドカット方式の場合、ダイプレートにはストランド出口にメヤニが発生することがあるので、空気を吹き付けるメヤニ除去装置を設置しても構わない。その際使用する空気は孔径が５μｍ程度のフィルターを通した方が良い。ストランドバスの冷却水も孔径が１０μｍ程度のフィルターを通した方が良い。また、ストランドカット方式に代えて、ホットカット方式、アンダーウォーターカット方式を採用することもできる。ストランドカット方式で得られるペレットは、円柱状である。これに対して、ホットカット方式とアンダーウォターカット方式で得られるペレットは、球状もしくは、楕円球状である。ペレットの目標平均サイズは、１〜６ｍｍに設定することができる。さらに好ましくは２〜５ｍｍで、さらにさらに好ましくは２．５〜３．５ｍｍである。カッティング目標値を１〜６ｍｍに設定されたペレットは、成形機スクリュ又は押出機スクリュで十分に混練することができる。

以下、本発明の押出機を用いて混練するのに適した材料について説明する。
本発明の押出機は、熱可塑性樹脂とフィラーを溶融混練するのに適している。
本発明の押出機を用いて混練するのに適した熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンエーテルとポリスチレン系樹脂のブレンド物、ポリスチレン系樹脂（ゼネラルパーパスポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、アクリロニトリルとスチレン共重合体等）、ポリカーボネイト、ポリオレフィン系樹脂、ホモポリオキシメチレン、コポリマーポリオキシメチレン、ポリフェニレンスルニド、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド、ポリアリーレート、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレンとポリエーテルケトンから選ばれた少なくとも１種の樹脂が挙げられる。好ましい熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンエーテルとアルケニル系樹脂のブレンド物、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネイト、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンスルニドとポリアミド樹脂から選ばれた少なくとも１種である。さらに好ましい熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンエーテルとポリスチレン系樹脂のブレンド物とポリスチレン系樹脂である。ブレンド物は、ポリフェニレンエーテルとポリスチレン系樹脂をドライブレンドしたものでも、ポリフェニレンエーテルとポリスチレン系樹脂を溶融混練したコンセントレートでも構わない。

本発明の押出機は、特に上記の熱可塑性樹脂を円柱、球形、楕円球状等のペレットに成形したペレット状樹脂を混練するのに適している。ペレットのサイズは、円柱ペレットの場合は、直径１〜６ｍｍ、長さ１〜６ｍｍであることが好ましく、通常、直径３ｍｍ程度、長さ３ｍｍ程度にする。また、球形ペレットのサイズは、直径１〜６ｍｍであることが好ましく、通常直径３ｍｍ程度であり、楕円球状のペレットは、縦横比０．５〜０．９の楕円状であり、縦横１〜６ｍｍであることが好ましく、通常２〜４ｍｍである。

本発明の押出機を用いて上述の熱可塑性樹脂と混練するのに適したフィラーとしては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、チタン酸カリウムウイスカー、硫酸マグネシウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、炭酸カルシウムウイスカー、炭化ケイ素ウイスカー、酸化亜鉛ウイスカー、ケイ酸カルシウム（ワラストナイト）、マイカ、タルク、ガラスフレーク、炭酸カルシウム、クレー、カオリン、硫酸バリウム、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウムから選ばれた少なくとも１種が挙げられる。
この中でも、特に平均粒径が５００μｍ以下のチタン酸カリウムウイスカー、硫酸マグネシウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、炭酸カルシウムウイスカー、炭化ケイ素ウイスカー、酸化亜鉛ウイスカー、ケイ酸カルシウム（ワラストナイト）、マイカ、タルク、ガラスフレーク、炭酸カルシウム、クレー、カオリン、硫酸バリウム、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウムから選ばれた少なくとも１種の粉体フィラーが好ましい。
より好ましい粉体フィラーは、タルク、炭酸カルシウムであり、さらに好ましい粉体フィラーは、平均粒径５μｍ以下のタルク、炭酸カルシウムである。なお、粉体フィラーの平均粒径とは、光学顕微鏡もしくは、走査型電子顕微鏡等の画像上で任意の１００個の粉体の投影像の最大長さを測定し、その平均値を求めたものである。

本発明の押出機を用いて熱可塑性樹脂とフィラーを混練する場合、熱可塑性樹脂とフィ
ラーの混練比は、熱可塑性樹脂とフィラーの合計１００重量％に対して、熱可塑性樹脂が
４０〜９０重量％、フィラーが６０〜１０重量％であることが好ましく、より好ましくは、熱可塑性樹脂が５０〜８５重量％、フィラーが５０〜１５重量％、さらに好ましくは熱可塑性樹脂が６０〜８０重量％、フィラー４０〜２０重量％である。

本発明の押出機を用いて上記熱可塑性樹脂組成物を製造する場合、４０〜９０重量％の熱可塑性樹脂のうち少なくとも２０重量％（好ましくは３０重量％以上、より好ましくは４０重量％以上）は、ペレット状（ペレット状樹脂として）で溶融混練に供されることが好ましい。
また、５０〜１０重量％のフィラーの内、少なくとも１重量％（好ましくは５重量％、さらに好ましくは１０重量％）は粉体で供されることが好ましい。

本発明の押出機を用い溶融混練する場合には、熱可塑性樹脂やフィラーに加えて、さらに、粉体フィラーの分散剤（エチレンビスアマイド、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸）、エラストマー、オイル（パラフィン系、ナフテン系、シリコン系）、官能基付与剤（マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、リンゴ酸、クエン酸）、各種着色剤、着色補剤（酸化チタン等）、紫外線吸収剤、耐電防止剤、安定剤（酸化亜鉛、硫化亜鉛、燐系、イオウ系、ヒンダードフェノール系等）等を添加することが出来る。

以下、実施例及び比較例により更に説明する。
実施例、比較例において、押出機として、東芝機械社製ＴＥＭ５８ＳＳ（１２バレル）（二軸同方向回転押出機）を使用した。（図１参照）
そのバレル構成は、次の通りである。
Ｎｏ．１バレル ：第一供給口が設けられている。
Ｎｏ．２バレル ：搬送ゾーン
Ｎｏ．３〜４バレル ：第一混練ゾーン
Ｎｏ．５バレル ：大気ベントが設けられている。
Ｎｏ．６バレル ：第二供給口が設けられている。（サイドフィードバレル）
Ｎｏ，７バレル ：第二混練ゾーン
Ｎｏ．８バレル ：第三供給口が設けられている。（サイドフィードバレル）
Ｎｏ．９バレル ：第三混練ゾーン
Ｎｏ．１０バレル ：真空ベント（絶対圧０．０１ＭＰａ）が設けられている。
Ｎｏ．１１、１２バレル：クローズドバレル
また、その他の条件は、次の通りである。
ダイプレート ：４Φｍｍ オリフィス長さ１５ｍｍ ２０穴
ストランドバス ：水温 ４０℃±３℃
ペレタイザー ：円柱状 直径の目標値２．５±０．３ｍｍ
振動篩い ：ペレターザー下流側に設置して長いペレット、連粒ペレット、切り粉を排除
全てのバレル温度）、ダイ温度：２８０℃

第一供給口にペレット状樹脂用重量式フィーダーＡと粉体フィラー用重量式フィーダーＢを設置した。第二供給口にサイドフィーダーを付けて、ペレット系樹脂用重量式フィーダーＣと粉体フィラー用重量式フィーダーＤを配置した。第三供給口にサイドフィーダーを付けて、グラスファイバー用重量式フィーダーＥを配置した。

（フィラー分散性評価）
射出成形機にて、縦２００ｍｍＸ横２００ｍｍＸ厚み２ｍｍの平板を射出成形した平板のピンゲート部表面の外観検査で行った。
フィラー分散性は以下の基準に基づいて、１〜５の５段階で評価した。
１：ピンゲート部中心から表面半径１ｃｍ以内の７５％以上がざらざらしている。
２：同様に半径１ｃｍ以内の５０〜７４％がざらざらしている。
３：同様に半径１ｃｍ以内の２５〜４９％がざらざらしている。
４：同様に半径１ｃｍ以内の１〜２４％がざらざらしている。
５：同様に半径１ｃｍ以内にざらざらがない。

（粉体フィラーの食い込み性）
粉体フィラーが第一供給口の下部にある押出機スクリュの上に堆積するかどうかを目視で観察した。

（物性評価）
押出機で製造されたペレットを用いて、射出成形機（東芝機械製ＩＳ−８０ＡＭ射出成形機）で縦２００ｍｍＸ横２００ｍｍＸ厚み２ｍｍの平板を成形した。その際のシリンダー温度は、２４０〜２９０℃とし、金型温度は、６０℃〜９０℃とした。得られた成形体について、Ｉｚｏｄ衝撃強度と引張伸びを測定した。Ｉｚｏｄ衝撃強度は、ＡＳＴＭのＤ２５６に従い、サンプルを１／８インチのノッチ付短柵として評価した。引張伸びは、ＡＳＴＭＤ６５８に従い１／８インチのダンベルで評価した。

（ニーディングブロック）
実施例、比較例においては、表１に示すＡ〜Ｈの８種類のニーディングブロックを使用した。
このうち、Ａ、Ｂは本発明のニーディングブロック（１）、Ｄ、Ｅは本発明のニーディングブロック（２）、Ｇ、Ｈは本発明のニーディングブロック（３）、Ｃは本発明の（４）となる。

［実施例１〜４、比較例１〜８］
押出機のスクリュ構成を表２に示すようにして、溶融混練を行い、樹脂組成物を製造した。
なお、実施例１〜実施例４と比較例１〜比較例８は、スクリュ構成を表２のように変えただけであって、その他の条件は全て同じである。
混練した原料は、ポリフェニレンエーテルＳ２０１Ａ（旭化成プラスチックスシンガポール社製）（以下ＰＰＥ）／ゲネラルパーパスポリスチレン６８５（ＰＳジャパン製）（以下６８５）＝８０／２０のコンセントレートペレットを３１．５重量部、６８５を２３重量部、ハイインパクトポリスチレンＨ９３０２（ＰＳジャパン製）を２５重量部、タフマーＰ０６８０Ｊ（三井化学製）を０．５重量部、エチレンビスステリアルアマイド（花王製）０．２重量部、平均粒径４μｍのタルク（ハイトロンＡ）（竹原工業製）を２０重量部である。
タルク以外の原料を全てタンブラーでブレンドした後、移動ホッパーに移し、重量式フィーダーＡから３２０ｋｇ／ｈｒで第一供給口に供給した。
タルクは重量式フィーダーＢに入れ、８０ｋｇ／ｈｒで第一供給口に供給した。実施例１〜実施例４と比較例１〜比較例８の結果は表３に示す。

実施例１〜４においては、タルクの食い込み性も良く、樹脂組成物中のタルクの分散性も良く、また樹脂組成物の物性も良好であった。

比較例１（スクリュ構成２）は、（１）及び（３）を含むため、タルクの食い込み性は良好で、ダイ出口付近の樹脂組成物温度も低かったが、（２）を含んでいないため、実施例に比べ、タルクの分散性が悪く、樹脂組成物の物性も良好ではなかった。
比較例２（スクリュ構成３）は、繰り返されるユニットが（１）、（２）の組み合わせでなく、（１）と（３）の組み合わせであるため、実施例に比べタルクの食い込みが悪くなり、押出量が低下した。さらに、ダイ出口付近の樹脂組成物温度が高く、樹脂組成物の物性も良好ではなかった。
比較例３（スクリュ構成４）は、（１）、（２）を含むユニットの繰り返しが１回であるために、実施例に比べ、タルクの分散性が悪く、樹脂組成物の物性も良好ではなかった。

比較例４（スクリュ構成５）は、（１）、（２）を含むユニットの組み合わせの順序が、本発明の条件を満たしていないため、実施例と比較すると、タルクの食い込み性は同じ程度であるが、タルクの分散性が低く、その分、樹脂組成物の物性も良好ではなかった。
比較例５（スクリュ構成６）は、（１）、（２）を含むユニットの繰り返しが１回しかないため（後に続く（１）、（２）の並びが逆のため）、実施例に比べ、タルクの食い込みが悪く、押出量が低く、タルク分散性も悪く、樹脂組成物の物性も良好ではなかった。

比較例６（スクリュ構成７）は、（１）〜（３）の組み合わせは満足しているが、第一混練ゾーンの長さが短いので（バレル径の６倍未満）、実施例に比べ、タルク分散性が悪く、樹脂組成物の物性も良好ではなかった。
比較例７，８（スクリュ構成８，９）は、（１）、（２）を含むユニットを有していない（繰り返されるユニットが、（４）とＦ（（２）には該当しない）の組み合わせのため）、実施例に比べ、タルク分散性が低下し、物性も低下している。
実施例と比較例の比較から、請求項１のスクリュ構成を使えば、生産性と粉体フィラーの分散性を満足し、物性の良好な樹脂組成物を得ることが出来る。

［実施例５，６］
実施例１のタルク分散剤をステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムに替えた以外は、実施例１と同じ条件で溶融混練を実施した。実施例１と同様にタルクの食い込み性も良く、タルクの分散性も良く、樹脂組成物の物性も良好であった。
［実施例７］
タルクを第一供給口の重量式フィーダーＢと第二供給口の重量式フィーダーＤに各１０重量部（各４０ｋｇ／ｈｒ）供給した以外は、実施例１と同じ条件で溶融混練を行った。実施例１と同様にタルクの食い込み性も良く、タルクの分散性が若干（５から４）低くなった以外は、樹脂組成物の物性も良好であった。
［実施例８］
Ｈ９３０２ ２５重量部の供給位置を変更して重量式フィーダーＣから第二供給口に供給する共に、タルク１０部の供給位置を変更して重量式フィーダーＥから第三供給口に供給した以外は、実施例７と同じ条件で溶融混練を実施した。Ｈ９３０２をサイドフィードした分、ゴム成分の熱劣化を防止でき、その結果、樹脂組成物のＩｚｏｄ衝撃強度が良好であった。
［実施例９］
粉体フィラーを炭酸カルシウム（ソフトン２２００ 平均粒径１μｍ 白石カルシウム社製）に替えた以外は実施例１と同様にして溶融混練を実施した。実施例１と同様に炭酸カルシウムの食い込み性も良く、タルクの分散性が若干（５から４）低くなった以外は、樹脂組成物の物性も良好であった。
［実施例１０］
粉体フィラーをタルク（ＲＧＥ ２５０ 平均粒径２μｍ 富士タルク工業社製）に替えた以外は実施例１と同様にして溶融混練を実施した。実施例１と同様にタルクの食い込み性も良く、タルクの分散性が若干（５から４）低くなった以外は、樹脂組成物の物性も良好であった。
［実施例１１］
第二供給口に供給するタルクの代わりに、太さ１３μｍ、長さ３ｍｍのグラスファイバーチョップ（日本板硝子社製）を使った以外は、実施例７と同じ条件で溶融混練を実施した。得られた樹脂組成物の物性も良好であった。

［比較例９］
第一混練ゾーンのスクリュ構成を２に代えた以外は、実施例１１と同じ条件で溶融混練を実施した。実施例１１に比べ、樹脂組成物の物性が低下した。
［実施例１２］
第三供給口に供給するタルクの代わりに、太さ１３μｍ、長さ３ｍｍのグラスファイバーチョップ（日本板硝子社製）を使った以外は、実施例８と同じ条件で溶融混練を実施した。樹脂組成物の物性も良好であった。
［比較例１０］
第一混練ゾーンのスクリュ構成を２に代えた以外は、実施例１１と同じ条件で溶融混練を実施した。実施例１２に比べ、樹脂組成物の物性が低下した。

［実施例１３］
ペレット状樹脂として、ＰＰＥ／６８５のコンセントレートの代わりにポリカーボネートＬ１２５０Ｙ（帝人化成社製）を使った以外は、実施例１と同じ条件で溶融混練を実施した。実施例１と同様にタルクの食い込み性も良く、タルクの分散性も良く、樹脂組成物の物性も良好であった。
［実施例１４］
ペレット状樹脂として、ＰＰＥ／６８５のコンセントレートの代わりにナイロン６，６の１３００Ｓ（旭化成ケミカルズ社製）を使った以外は、実施例１と同じ条件で溶融混練を実施した。実施例１と同様にタルクの食い込み性も良く、タルクの分散性も良く、樹脂組成物の物性も良好であった。

以上の実施例において確認したように、本発明の押出機を用いれば、粉体フィラーの搬送能力を維持したまま満足できる粉体フィラーの分散性を達成し、物性の良好な樹脂組成物が得ることが出来る。

本発明の押出機又は溶融混練方法によって得られた樹脂組成物は、粉体フィラーの分散性がよく、良好な物性を有するので、ＯＡ材料（プリンター、複写機等）、電子材料、光学材料、バッテリケース材料、バッテリセル材料、フィルム、シート等に好適に用いることができる。

（１） 押出機本体
（２） 第一供給口
（３） 第一混練ゾーン
（４） 真空ベントもしくは大気ベント
（５） 第二供給口
（６） 第二混練ゾーン
（７） 第三供給口
（８） 第三混練ゾーン
（９） 真空ベントもしくは大気ベント

Claims (9)

1. 少なくとも１つの混練ゾーン有する押出機であって、
   前記少なくとも１つの混練ゾーンのうち最も上流に位置する第一混練ゾーンにおいて、以下のニーディングブロック（１）〜（４）を、上流から順に、少なくとも１個の（１）と少なくとも１個の（２）をこの順で含むユニットを少なくとも２組；（１）又は（４）を少なくとも１個；（３）を少なくとも１個の順で含み、
   前記第一混練ゾーンの長さが、そのバレル径の６〜１５倍である、押出機：
   （１）Ｂ／Ｄ＝０．１８〜０．６、α＝１０〜５０度、Ｌ／Ｄ＝０．８〜３．３であるニーディングブロック、
   （２）Ｂ／Ｄ＝０．１５〜０．６、α＝８５〜９５度、Ｌ／Ｄ＝０．８〜３．３であるニーディングブロック、
   （３）Ｂ／Ｄ＝０．０５〜０．２５、α＝１００〜１４０度、Ｌ／Ｄ＝０．２５〜１．５であるニーディングブロック、
   （４）Ｂ／Ｄ＝０．０５〜０．１７、α＝１０〜５０度、Ｌ／Ｄ＝０．４５〜０．７５であるニーディングブロック。
   （ただし、Ｂ及びＤはニーディングブロックを構成する羽根の厚み（ｍｍ）及びスクリュ径（ｍｍ）、αは隣接する２枚の羽根の間のねじれ角度（度）、Ｌはニーディングブロックの長さ（ｍｍ）を表す。）
2. 前記第一混練ゾーンより下流に大気ベント及び／又は真空ベントを少なくとも１個有する、請求項１に記載の押出機。
3. さらに、第二供給口及び第二混練ゾーンを、前記第一混練ゾーンの下流に、この順に有する、請求項１又は２に記載の押出機。
4. さらに、第三供給口及び第三混練ゾーンを、前記第二混練ゾーンの下流に、この順に有する、請求項３に記載の押出機。
5. 請求項１〜４いずれか１項に記載の押出機を用いて、少なくとも熱可塑性樹脂とフィラーを溶融混練する工程を含む、溶融混練方法。
6. 前記熱可塑性樹脂と前記フィラーの混練比が、前記熱可塑性樹脂と前記フィラーの合計１００重量％に対して、前記熱可塑性樹脂が４０〜９０重量％、前記フィラーが６０〜１０重量％である、請求項５記載の溶融混練方法。
7. 前記熱可塑性樹脂が、ポリスチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネイト、ポリオレフィン系樹脂、ホモポリオキシメチレン、コポリマーポリオキシメチレン、ポリフェニレンスルニド、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド、ポリアリーレート、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、及びポリエーテルケトンからなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項５又は６に記載の溶融混練方法。
8. 前記フィラーが、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、チタン酸カリウムウイスカー、硫酸マグネシウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、炭酸カルシウムウイスカー、炭化ケイ素ウイスカー、酸化亜鉛ウイスカー、ケイ酸カルシウム（ワラストナイト）、マイカ、タルク、ガラスフレーク、炭酸カルシウム、クレー、カオリン、硫酸バリウム、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウムから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項５〜７いずれか一項に記載の溶融混練方法。
9. 前記熱可塑性樹脂が、ポリフェニレンエーテルとポリスチレン系樹脂のブレンド物１０〜９０重量部及びポリスチレン系樹脂９０〜１０重量部からなるペレット状樹脂であり、前記フィラーが、平均粒径が５μｍ以下のタルクである、請求項５〜８のいずれか一項に記載の溶融混練方法。